Three polyurethane formulations were prepared on the basis of siloxane; two formulations contained 1% and 3% of a hydroxyl functionalized polyhedral oligomeric silsesquioxane [POSS (ROH) 2 ] nano-particles (as a co-chain extender) and one was without nano-particle.Structures of the polyurethanes were characterized by FTIR and SEM.The effect of POSS nanoparticles on properties of the synthesized PUs was examined for vascular applications by tensile test, contact angle, SEM, AFM and endothelial cells viability evaluation.Properties of the polyurethane with 1% POSS were compared with those of PU without POSS and the results showed 66% increase in the elongation-at-break, 53% increase in tensile strength and 33% increase in modulus, 9.45% increase in contact angle, 76.7% reduction in surface roughness and 9.46% increase in cell viability.It was also shown that a polyurethane containing 1% of POSS nano-particles in its structure developed the highest hydrophobicity, which resulted in its lowest potential for thrombosis.

Plastic waste pollution is a global environmental problem which could be addressed by biodegradable plastics. The latter are blended together to achieve commercially functional properties, but the environmental fate of these blends is unknown. We have tested neat polymers, polylactic acid (PLA), polyhydroxybutyrate, polyhydroxyoctanoate, poly(butylene succinate), thermoplastic starch, polycaprolactone (PCL), and blends thereof for biodegradation across seven managed and unmanaged environments. PLA is one of the world's best-selling biodegradable plastics, but it is not home compostable. We show here that PLA when blended with PCL becomes home compostable. We also demonstrate that the majority of the tested bioplastics and their blends degrade by thermophilic anaerobic digestion with high biogas output, but degradation times are 3-6 times longer than the retention times in commercial plants. While some polymers and their blends showed good biodegradation in soil and water, the majority of polymers and their blends tested in this study failed to achieve ISO and ASTM biodegradation standards, and some failed to show any biodegradation. Thus, biodegradable plastic blends need careful postconsumer management, and further design to allow more rapid biodegradation in multiple environments is needed as their release into the environment can cause plastic pollution.

Frontiers of bio-based and biodegradable polymers are constantly expanding in a view to achieve sustainability. Hence, designing sustainable bioplastics made of either bio-based or biodegradable polymers opens up opportunities to overcome resource depletion and plastic pollution. This review presents a broad perspective on state-of-the-art technologies in bioplastics manufacturing along with the challenges underlying their production, application and post-consumer waste management. Recent scientific advances are catalysing the sustainable design of bioplastics to overcome the present challenges of plastic waste and emerging end-of-life options are contributing to circular economy. As research insights into developing sustainable bioplastics are rapidly evolving, their production and waste management approaches are not limited to those discussed in this review.

Irregular (i.e. non-spherical) morphology powder is more cost-efficient to produce than spherical shaped powder. However, its reduced levels of flowability limit the wide application ranges of laser beam powder bed fusion (LPBF). To address this issue, a novel powder sheet additive manufacturing concept (MAPS) is proposed. Herein, a pre-manufactured metal particle-polymer binder composite (i.e. powder sheet) feedstock is employed as a raw material. The printability of irregularly shaped powder particles in sheet (MAPS) format was physically investigated using a range of different process parameters. The manufacturing process was observed by high-speed imaging. Microstructural and chemical element characterisations of the irregularly shaped powder particle print were then compared against those prints which were conducted using sheet-based (MAPS) spherical powder morphologies. The results indicated that the geometric accuracy and density of irregular powder morphology sheet printing improved when using a negative defocus strategy of the laser beam. A negative defocusing strategy allowed for the melting mode of the material to be transformed from keyhole to a more favourable conduction state. High speed imaging revealed that more spatter and vapour plume were observed with the increase in the magnitude of the negative defocus. The multi-morphology 304 L stainless steel (SS304) samples were printed in a single printer using an efficient method for the first time, i.e. printing spherical SS304 material on top of irregular SS304. EDX results indicated an insignificant change of chemical elements between the spherical and irregular prints. EBSD results revealed that columnar grains could grow through the irregular-spherical transition zone and similar grain size can form between spherical and irregular prints. The results of this study provide insights into the optimum printing configurations for powder sheet additive manufacturing using a cost-effective solution of irregular morphology material.

To address safety and labour-intensive challenges in laser powder bed fusion, a novel Metal Additive Manufacturing using Powder Sheets (MAPS) method is employed. By examining the formation mechanism of the melt pool, we discovered that MAPS printing utilising a negative defocus strategy achieves a favourable conduction mode. This approach results in the fabrication of crack-free SS304 samples with over 99.65% relative density and elongated grains. These phenomena are caused by diverged laser power density distribution and decreased entrainment of byproducts such as vapour into the melt pool, as observed by the laser-powder sheet in-situ interaction. Furthermore, the productivity of MAPS increases when printing using the negative defocus setting compared to the scenario without defocus and productivity also increases with the decrease in scanning speed, attributed to a larger amount of metal particles entrained into the melt pool. This study provides insights into the novel MAPS manufacturing for functional metal components.